北邮数据结构实验 第一次实验 线性表.pdf

《北邮数据结构实验——线性表》 线性表是一种基本的数据结构，它由n（n>=0）个相同类型元素构成的有限序列。在本次实验中，我们将重点研究线性表的链式存储结构及其操作，使用C++语言进行实现，并涵盖指针、模板类、异常处理等核心概念。 实验目的旨在让学生熟悉C++编程，掌握集成编译环境的调试技巧，以及学习如何使用指针、模板类和异常处理。此外，实验还要求学生能熟练地实现线性表的各种操作，如构造、插入、删除、查找和销毁，以及自定义其他功能，通过这些操作提高利用线性表解决实际问题的能力。 实验内容提供了五种线性表的链式存储结构供选择：带头结点的单链表、不带头结点的单链表、循环链表、双链表和静态链表。每种结构都需要实现线性表的基本功能，包括： 1. 构造：头插法和尾插法创建线性表，保持元素从小到大的顺序。 2. 插入：在线性表中插入元素，维持有序状态。 3. 删除：按指定位置或指定值删除元素。 4. 查找：按位置或按值查找元素。 5. 获取链表长度：计算链表中元素的数量。 6. 销毁：释放链表所占用的内存资源。 7. 其他：鼓励学生自行定义并实现其他与线性表相关的功能。 程序分析部分主要围绕单链表的存储结构和关键算法进行讲解： - 存储结构：单链表中，每个节点包含一个数据域和一个指向下一个节点的指针域。头指针指向链表的第一个节点，若链表为空，则头指针为空。 - 关键算法： - 头插法：在链表头部插入新节点，涉及创建新节点、写入数据、修改新节点和头节点的指针域。 - 尾插法：在链表尾部插入新节点，涉及创建新节点、写入数据，以及更新尾指针。 - 析构/删除函数：从链表头部开始，逐个删除节点，直至链表为空。 - 按位查找：从头结点开始，按位置查找指定位置的节点。 - 按值查找：遍历链表，找到与给定值相等的节点。 - 插入函数：在指定位置插入新元素，涉及创建新节点、调整前后节点的指针关系。 - 删除函数：定位到待删除节点，更新前一个节点的指针，然后释放待删除节点。 - 遍历打印函数：遍历链表并打印所有元素。 - 获取链表长度函数：遍历链表计算节点数量。 通过本次实验，学生不仅可以巩固C++编程基础，还能深入理解链式数据结构和线性表的操作原理，为后续更复杂的数据结构学习打下坚实的基础。同时，实验也锻炼了学生的逻辑思维能力和问题解决能力，有助于提升其编程实践能力。